哥伦比亚雅诺斯盆地油气地质特征及勘探方向

张雪峰，姚长华，谢英刚，王彬，齐海燕，姜凯禧



哥伦比亚雅诺斯盆地油气地质特征及勘探方向

张雪峰1，姚长华1，谢英刚1，王彬1，齐海燕2，姜凯禧1

（1.中海油能源发展非常规技术研究院，天津 300457；2.中国科学院海洋研究所，山东青岛 266071）

雅诺斯盆地是哥伦比亚最重要的产油盆地，也是世界著名的含油气盆地。盆地经历了古生代裂谷发育期、中生代弧后裂谷和拗陷发育期、古近纪前陆盆地发育期以及新近纪挤压活动发育期4个阶段。受构造、沉积演化控制，盆地具有独特的油气地质特征，发育有3套含油气系统。平面上油气主要分布于盆地西部沉积中心雅诺斯逆掩前缘带附近；垂向上油气主要储集于白垩系Guadalupe组和古近系Mirador组。通过油气地质综合研究，认为盆地西部雅诺斯逆掩前缘带和盆地北部地堑虽然勘探程度较高，仍具有较好的勘探前景；盆地中部雅诺斯坳陷可能存在重油勘探机会。

油气；成藏条件；勘探方向；雅诺斯盆地

雅诺斯盆地位于哥伦比亚东部，是南美著名含油气区次安第斯前陆盆地群之一，地理位置跨南纬1°~ 6°30′，西经70°~77°30′，总面积达23.5×104km2。该盆地在构造上受安第斯褶皱带和圭亚那地盾的共同控制，是安第斯褶皱带东侧的中新生代含油气前陆盆地[1]。

雅诺斯盆地油气资源丰富，油气勘探活动始于1948年，Sliverstre是第一个油气发现，截至2012年，已钻井2 900余口，共发现大小油气田235个，探明石油储量18.4×108t，约占哥伦比亚油气资源量的60%左右[2]。最大的油气发现是1983年的Cano Limon大油气田，地质储量1.73×108t，该油气田的发现使Eastern 雅诺斯盆地成为南美洲一个勘探热点区域。

2013年，中海油公司通过招标获得了雅诺斯盆地4个区块的权益，然而，国际上对于该盆地的研究大多集中于上世纪90年代末期[3-6]，而中文文献相对较少[1][7-9]，无法满足当前形势下勘探需要。鉴于此，本文在前人研究基础上，系统收集以往公开发表的资料文献和咨询公司提供的盆地数据库，利用石油地质综合分析的原理和方法，分析了雅诺斯盆地的油气地质特征，油气分布、运移规律，并指出其勘探潜力，为中国公司进一步参与该盆地的油气勘探开发提供决策参考。

图1雅诺斯盆地构造演化模式图（据McCourt, 1984修改）[12]

1 盆地地质特征

1.1 盆地构造与演化

雅诺斯盆地具有典型的安第斯山弧后前陆盆地的演化特征，反映了纳兹卡板块向南美板块俯冲以及新生代以来加勒比板块快速东移共同作用的大地作用背景[10]。 其构造演化经历了古生代裂谷发育期、中生代弧后裂谷和拗陷发育期、古近纪前陆盆地发育期以及新近纪挤压活动发育期4个阶段[1]（图1）。

1.2 地层与沉积特征

Eastern 雅诺斯盆地沉积演化特征主要受构造运动和海平面升降变化的显著控制，沉积中心位于盆地西部，地层填充总体上经历了海相—陆相—海相—陆相的演变过程[8]。中生代之前盆地内各套地层的沉积物源主要来自盆地S-ES方向的圭亚那地盾；自始新世东科迪勒拉山隆起，成为Carbonera组、Leon组、Guayabo组地层的物源，但主要局限于山前一带。

盆地基底由岩浆岩和变质岩组成，古生界主要为被动大陆边缘海相碳酸盐岩沉积；中生代裂谷发育于三叠纪和侏罗纪，为陆相滨浅海相沉积[8]；在白垩系与老地层之间存在一个主不整合面。受科迪勒拉山隆起和盆地拉张作用的影响，在盆地西缘形成了一个地堑，在该地堑中沉积了厚达3 000m的晚白垩世海相沉积岩Gacheta组和Guadalupe组地层，为盆地主要烃源岩地层[11]。剖面上该阶段可见四次海进-海退交互的沉积旋回；古近纪碰撞作用进一步加剧，海平面下降，该阶段发育的Mirador和Carbonera主要为海陆过渡相地层，为盆地主要储层；中新世科迪勒拉山进一步抬升，将整个前陆盆地分割为雅诺斯盆地和西部的马格达莱纳盆地，来自科迪勒拉山的剥蚀物质成为盆地沉积来源，形成了Leon组地层，为盆地的区域性盖层；随后晚中新世的磨拉石建造形成的Guayabo地层将盆地快速埋藏。

2 油气成藏条件

2.1 烃源岩

盆地内主要烃源岩为上白垩统Gacheta海相页岩，深埋于东科迪勒拉山东侧，在科迪勒拉山前沉积厚度最大，向东逐渐变薄，在盆地中部趋于尖灭，厚度30~100m。Gacheta组包括II 型和 III型干酪根，总有机碳（TOC）质量分数介于1%~3%，总体呈现西高东低，北高南低的特点，最大值出现在盆地北部Cano Limon油气田附近，可达4%左右，向南向东逐渐降低（图2）。在生烃中心镜质体反射率（Ro）最高约1%，向西沉积物粒度变粗，烃源岩品质逐渐变差（图3）。

图2 Gacheta地层TOC等值线

图3 Gacheta地层Ro等值线

古新统Barco 组和Los Cuervos为次要烃源岩，其分布较为局限，仅对科迪勒拉山前Cusiana 和Cupiagua等大型油气田附近区域进行油气充注。

另外，以往勘探活动中在盆地古生代地层内时常发现有一些零星分布的天然气、凝析油甚至是轻质油，因此推测盆地可能还存在有多套古生代潜在烃源岩[13]，但直到目前为止具有商业价值的烃源岩还没有被发现。

2.2 储集层

盆地主要储层为古近系始新统Mirador地层。Mirador地层为一套碎屑性石英砂岩，上覆于一套区域性不整合，该不整合是从新近系至全新世地层和老地层（中生代、上白垩、古近纪）的分界线[6][14]。Mirador地层分布范围极广，主要分布于盆地西部，厚度在科迪勒拉山前最大超过120m，向东变薄直至尖灭，在盆地北部也较为发育（图4）。

图4 Mirador地层厚度等值线

雅诺斯逆掩前缘带广泛分布的Mirador地层为海陆过渡相沉积，主要发育有河道砂体、三角洲冲积扇体及海岸平原[6][14-15]（图5），作为储集层物性良好，孔隙度10%~25%，渗透率100~2 000mD，为典型的高孔高渗类储集层。从已发现情况看，Mirador层占盆地总探明储量的71%左右，哥伦比亚最大的油气田Cano Limon油气田和Cusiana油气田均以Mirador层为主力储层[5-6][16]。

盆地次要储层为上白垩统Guadalupe组河流-三角洲相砂岩和古近系Carbonera组河流—三角洲及海岸平原相砂岩。Guadalupe层分布于全盆地，储集物性好，孔隙度15%～22%，渗透率100～2 000mD，分选很好，其中一些磷酸盐岩屑被溶蚀，产生了很好的次生空隙[1]；Carbonera组在盆地中东部Mirador地层尖灭区域成为主要储层。

2.3 盖层与圈闭

盆地分布多套盖层，其中中新统-更新统Leon组泥页岩为盆地区域性盖层，平均厚度超过60m；渐新统Carbonera组层间泥页岩，为盆地西部的半区域性盖层；上白垩统主要为层间或层内泥页岩，为盆地中西部的区域性盖层[1]，对油气的垂向运移起到了封堵作用；区域性或半区域性的盖层对油气的横向运移起加强作用，可将盆地西部沉积中心生成的油气运移至盆地中部，运距超过100km。

图5 Mirador地层沉积相平面图

盆地经历了多期构造运动的改造，不仅形成了众多的不整合面，同时有利于各种类型圈闭的形成。主要发育有构造圈闭和构造-地层圈闭。构造圈闭中断鼻与断背斜圈闭在横向上和纵向上受多期构造运动的控制，依附于断裂和不整合面存在，主要分布于盆地西部和南部，具有沿构造带、断裂和地层剥蚀线走向方向排列，呈带状的分布特征；盆地中部和北部主要发育微幅构造圈闭和构造-地层类圈闭。

2.4 含油气系统

雅诺斯盆地已证实存在三套含油气系统，分别是“Gacheta-Guadalupe自生自储式”以及“Gacheta-Mirador和Gacheta-Carbonera下生上储式”含油气系统。其中Gacheta-Mirador是该盆地最重要的一套含油气系统（图6），通过已发现资源量情况统计，Gacheta-Mirador含油气系统占盆地总发现资源量的60%左右。

图6 雅诺斯盆地油气系统剖面图[13]

3 成藏主控因素

3.1 油气分布受构造的控制

盆地油气分布主要受构造和断裂控制，比如，Cano Limon油气田为一处走滑构造，断层即为油气田边界；Cusiana和Apiay油气田位于雅诺斯逆掩带上；Cabiona区块发育的圈闭在平面上沿断层呈串状展布，油气藏分布于断层两侧[8]；油气的聚集受构造位置的控制，构造高部位含油气性普遍好于构造低部位。

3.2 油气富集程度与沉积环境关系密切

盆地已发现的大中型油气田普遍位于河流-三角洲相或者海岸平原相沉积区，储层具有较好的物性，如Cano Limon油气田主要储集层Mirador组为高孔高渗储层。但也有例外，Cusiana油气田主要储集层Mirador层，虽然孔隙度不及白垩系Guadalupe层，但因为埋藏较浅，压实作用和胶结作用不明显，地层成份以石英砂屑岩为主，所以即使孔隙度较低（8%）时仍能保持较高的渗透率（100～1 000mD），该油气田为典型的低孔高渗油气田。

3.3 能否成藏与是否靠近沉积中心有关

盆地内油气田多位于盆地西部雅诺斯逆掩前缘带范围内，或盆地北部——阿劳卡地堑区域，以上区域位于沉积中心，或同时存在多个油源区，油源供给充足。而位于盆地中部的Cabiona区块，测井解释孔隙度大于25%的层段才为油层，而小于20%的砂层多为干层，这与该区块远离生烃中心，油气充注动力不足有关[8]。

4 有利方向及勘探风险分析

尽管在上世纪80年代中期至90年代初经历了一系列大规模的勘探活动，在盆地内发现了数个优质、大型油气田，但据HIS咨询公司和美国石油协会（API）资料显示[2][17]，雅诺斯盆地仍有8.43×108t待探明资源量，按构造单元划分，盆地油气勘探有利区大致可分为3类：①盆地西部雅诺斯逆掩前缘带狭长区域。该区域为盆地沉积中心，烃源岩成熟度高，储层厚度大且物性良好，构造性圈闭相对发育，具有良好的储盖组合，已发现的巨型油气田Cusiana和Apiaya均位于该区域，已有大型油气田断裂构造周边为勘探有利方向。主要风险为勘探程度较高，获得大型商业发现难度较大；②盆地北部地堑。该区域靠近盆地生烃中心，另有研究表明可能获得盆地北部巴里纳斯坳陷油源供给[1]，生烃条件好，油源供给充足，但圈闭多为微幅构造，圈闭有效性为最大风险；③盆地中部雅诺斯坳陷。该区域盆地勘探程度较低，目前发现众多中小型油田组成的Casanara油气田群和Rubiales重油田。具有优质的储集层（Carbonera组河流-三角洲相砂岩），地震解释证实微幅构造较为发育，但因距离生烃中心较远，油源供给成为最大风险。

参考文献:

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[17] Congress and Exhibition; Abstracts, Bulletin American Association of Petroleum Geologists, 77 （2）, 300. American Association of Petroleum Geologists, Tulsa, OK, United States.

Petroleum Geological Features and Prospecting Directions in the Llanos Basin, Colombia

ZHANG Xue-feng1YAO Chang-hua1XIE Ying-gang1WANG Bin1QI Hai-yan2JIANG Kai-xi1

（1- CNOOC Energy Development of Unconventional Institute of Technology, Tianjin 300457; 2-Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences）

The Llanos basin is one of the most important oil-producing basins in Colombia and is also a very famous petroliferous basin in the world. The basin underwent 4 development stage such as Paleozoic lifting, Mesozoic back-arc rifting and depression, and Paleogene foreland development and Neogene compression stages. Controlled by structural-sedimentary evolution this basin has a special petroleum geological feature where three sets of petroleum system were found out during the past 60 years in the basin. Oil and gas resources are distributed along the Llanos overthrust belt in the west of the basin. The Guadalupe and Mirador Formations are the most important reservoirs. A comprehensive research on petroleum geological characteristics indicate that the Llanos overthrust belt and graben area in the north of the basin show the best exploration potential, while the Llanos Depression in the middle of the basin may has heavy oil exploration opportunities.

petroleum geology; accumulation conditions; prospecting direction; Llanos basin

P618.13

A

1006-0995（2016）03-0394-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.009

2015-11-10

张雪峰（1979—），男，吉林延吉人，博士，工程师，主要从事石油天然气地质勘探研究